Умножать и делить

ПОЧЕМУ ЧЕТЫРЕ

Раньше в полном приводе видели лишь средство повышения проходимости. Однако вот уже два десятка лет конструкторы и маркетологи не устают утверждать: он требуется для большей безопасности движения и лучшей реализации возможностей мощных двигателей. А потому возникло невиданное разнообразие схем и устройств, главной задачей которых стало уверенное управление на скользкой дороге.

Автомобиль 4х4 лучше берет скользкие подъемы, устойчивее на дорогах с низким коэффициентом сцепления, увереннее проходит повороты, допускает более точное управление в скольжении. Недаром в свое время «Ауди-Кваттро» молниеносно захватил раллийную корону. Впрочем, ненадолго – оказалось, для спортивных побед требуется не только полный привод…

ОРТОДОКСЫ И РАДИКАЛЫ

Управляемость и проходимость – не лучшие попутчики. Возьмем, например, «Nissan Patrol GR/">Ниссан Патруль». В его очередном, 2004 года, «издании» схема трансмиссии оставлена такой же, как и сорок лет назад. Полный привод без межосевого дифференциала, отключаемые передние колеса. Отличие от УАЗа – автоматические колесные муфты. Достоинства: простота и надежность. В недостатках – все остальное, начиная от невозможности использовать полный привод на хорошей дороге и высокой скорости до проблемы «два в одном» – водитель должен быть готов к двум различным типам управления в критических ситуациях. Особенно сложно справиться с короткими автомобилями, более склонными к заносу. Впрочем, энтузиасты соревнований «офф-роуд» считают схему с жестко подключаемым передним мостом единственно верной – чем проще механика, тем реже она ломается.

За долгие годы основными этапами усовершенствования подобной схемы стали автоматические колесные муфты и синхронизатор, позволяющий включать передний мост на любой скорости. Впрочем, на «Шевроле Тахо» предлагают автоматическое включение переднего моста при пробуксовке заднего (система Autotrac 4x4).

Как заставить полноприводный автомобиль ездить по дорогам с твердым покрытием в режиме 4х4? Добавить межосевой дифференциал. В далеком уже 1976 году «Нива» VAZ 2121 стала открытием в этой области. Впрочем, отдав должное советским конструкторам, напомним, что «Рейндж-Ровер» с аналогичной схемой привода появился раньше, а вазовский выбор определили не только достоинства конструкции, но и необходимость максимальной унификации новинки с «Жигулями», а также проблемы с управляемостью и малый запас прочности заднего моста.

ДВАЖДЫ ДВА НЕ ВСЕГДА ЧЕТЫРЕ

Межосевой дифференциал решил одну проблему и породил другую: на бездорожье его необходимо блокировать – иначе при пробуксовке одного колеса остальные три остановятся.

Впрочем, это не самая трудная задача. Сложнее с поведением автомобиля с тремя «свободными» дифференциалами на скользкой дороге: пока колеса не пробуксовывают, все более-менее сносно, но при заносе выясняется, что даже машина с жестко подключенным передним мостом ведет себя гораздо понятнее.

Одной из первых решение этой проблемы предложила «Ауди», применив самоблокирующийся межосевой червячный дифференциал «Торсен». Кстати, это вовсе не фамилия шведского изобретателя, а сокращение от английского Torque Sensitive (дословно: чувствительный к крутящему моменту). Долгое время это решение оставалось одним из наиболее эффективных. Его основной минус – дороговизна, высокие требования к качеству изготовления и «одна на всю жизнь» настройка.

Основательный анализ поведения полноприводных спортивных машин показал, что именно в распределении крутящего момента – ключ к уверенной управляемости на любых дорогах. Благо, очередное изобретение подоспело вовремя. Вискомуфта – это набор погруженных в особую жидкость пластин. Пока обе части муфты вращаются с одинаковой скоростью, ничего не происходит, но стоит одной из них притормозить, как температура жидкости увеличивается и одновременно резко растет вязкость – муфта блокируется. Вискомуфта – прекрасное решение, когда нужна «мягкая» и быстро срабатывающая блокировка для дорожного автомобиля, но для тяжелого бездорожья она не годится.

Представьте себе простую ситуацию: полноприводный автомобиль застрял, передние колеса угодили в яму, а задние беспомощно буксуют. В качестве блокировки – вискомуфта. Она отчаянно пытается провернуть застрявшие колеса, переводя мощность двигателя в тепло… Многие владельцы «паркетников» на собственном опыте убедились: жаркое из вискомуфты приготовить совсем не сложно, а стоимость блюда чувствительна даже для тугого кошелька.

Впрочем, есть немало других муфт, автоматически включающих полный привод. Например, многодисковые сцепления, управляемые электроникой или с гидроприводом, как на «Хонде CR-V». Работу подобных устройств можно регулировать в широких пределах, не допуская опасных режимов и вмешиваясь, когда их действие осложняет работу, например, ABS.

ПРИКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ

Теоретически не так уж сложно создать идеальную полноприводную трансмиссию. Надо просто соединить нужные в каждом случае технические решения и предусмотреть все возможные режимы работы. Фирма «Мицубиси», создав трансмиссию «Супер-Селект», объединила в ней лучшее, что было изобретено в прошлом веке. Хотите – «чистый» привод на задние колеса, хотите – полный с межосевым дифференциалом с вискомуфтой, хотите – жесткая блокировка межосевого дифференциала с пониженной передачей. Одним словом, на любой вкус. Минус, пожалуй, один – цена. «Супер-Селект» и поныне предлагают только для самых дорогих вседорожников «Мицубиси».

«Мерседес-Бенц» – одна из немногих фирм, кто устанавливал все три «жесткие» блокировки на своих «гелендевагенах». Это, в сочетании с «правильной» резиной, весьма действенное оружие против бездорожья. Но «короткозамкнутая» трансмиссия предполагает умение водителя с ней обращаться – сломать ШРУС, например, плевое дело. Поэтому М-класс, появившийся в 1996 году для американского рынка, был лишен механических блокировок: за помощью впервые обратились к электронике. Буксующие колеса здесь просто тормозят, перераспределяя крутящий момент на застрявшие. Это дешевле и избавляет от ударных нагрузок в трансмиссии – сломать что-либо почти невозможно.

Пример М-класса стал заразительным. Сегодня подобные системы применяются везде, от выдающих себя за серьезные вседорожники «Фольксвагена-Туарег» и «Ленд-Ровера Дискавери 3» до абсолютно дорожного «Ауди А4 Кваттро».

ТОЛЬКО ЧТО С РАЛЛИ

Те, кто серьезно занимается подготовкой раллийных полноприводных машин, знают, что управление блокировкой заднего дифференциала – пункт № 2 после межосевого. Типичный пример – «Mitsubishi Lancer Evolution/">Мицубиси Лансер Эволюшн VIII». В его трансмиссии три дифференциала, два из которых (межосевой и задний) – с электронными регулировками. В зависимости от программы, задаваемой водителем (асфальт/гравий/снег), приоритет отдается либо максимальной устойчивости, либо максимальной реализации мощности.

«Субару Импреза WRX Sti» оснащена несимметричным межосевым дифференциалом 35/65 с электронным дозированием блокировки и самоблокирующимся задним дифференциалом. Водитель может выбрать автоматический или один из шести фиксированных режимов работы, отвечающий его стилю прохождения поворотов.

ПЯТЬ ЛЕТ ТОМУ ВПЕРЕД

Гибриды наступают – теперь автомобиль с силовой установкой из ДВС, электродвигателя и аккумуляторов встретишь не только на салоне в Токио, но и в соседнем переулке. Вседорожники – идеальный объект «гибридизации». Расход топлива хочется уменьшить, динамику улучшить, места внутри достаточно, а цена не ставит преград новым технологиям. «Lexus RX400h» – уже не прототип: он продается в Америке с 15 апреля 2005 года и вскоре доберется до России.

У этого полноприводника нет механической связи между осями, поскольку задние колеса приводит отдельный электродвигатель мощностью 50 кВт. Полностью электронное регулирование тяги позволяет кратковременно достигать суммарной мощности 270 л. с., разгоняться до 100 км/ч за 8 с и ограничить средний расход топлива 8,5 л/100 км. За поведение машины в сложных условиях отвечает VDM (Vehicle Dynamic Management), которая впервые использует не только селективное торможение отдельных колес, но и индивидуальное распределение крутящего момента.

ВМЕСТО ВЫВОДОВ

Для массовых автомобилей альтернативы электронике нет. В первую очередь по цене – ведь сегодняшние системы используют показания датчиков ABS, тормоза тоже есть на каждом автомобиле. Что остается добавить? Несколько дополнительных датчиков и программы.

Выберут ли конструкторы электронно-управляемую муфту, подключающую передний или задний мост, или свободный межосевой дифференциал? Пока шансов у первой больше.

Сложная механика со всеми ее капризами выживет, похоже, лишь в спорте. А для рядового водителя электроника выступает осторожным посредником между ним и автомобилем. Только ей по силам тешить водительское самолюбие, не переходя при этом опасные границы. С распространением гибридных трансмиссий ее возможности станут еще шире. Поиск новых алгоритмов управления тормозами и муфтами в трансмиссии продолжается – читайте отчеты о тест-драйвах.